可编程串行通信接口芯片8251A
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能根据编程为每个字符设置1个、1.5个或2个停止位。 • （4）所有的输入输出电路都与TTL电平兼容。 • （5）全双工双缓冲的接收/发送器。
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1.1 8251A内部逻辑与工作原理
• 8251A的结构框图如图1.1所示，可分五个主要部分：数据总线缓冲器、接收缓冲器、 发送缓冲器、读/写控制逻辑电路和调制解调控制电路。
• 2．命令控制字：设置为00110111B（即37H），置引脚、有效，出错标志复位，允许发送和接收 （虽然本例只是接收，但8251A作为串行通信接口，通常同时具有发送和接收功能，只是本例仅编 写输入部分程序而已），写入控制端口，端口地址为71H。
• 3．状态字：检测状态字D1位的RXRDY，若RXRDY=1，说明已接收一个完整字符，可以读取。读 取一个字符后，还要确定接收的字符是否正确，方法是检测状态字的D5D4D3位（帧错、溢出错、 奇偶错），相应位为1表明出现对应的错误，需要进行错误处理。
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8251A的结构框图
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（1）数据总线缓冲器
• 数据总线缓冲器是三态双向8位缓冲器，它是8251A与微机系统数据总线的接口，数 据、控制命令及状态信息均通过此缓冲器传送。它含有命令寄存器、状态寄存器、 方式寄存器、两个同步字符寄存器、数据输入缓冲器和数据输出缓冲器。
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（2）发送缓冲器
• 发送缓冲器的功能是接收CPU送来的并行数据，按照规定的数据格式变成串行数据 流后，由TXD输出线送出。
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• 1．方式选择控制字：根据题意，方式选择控制字为11111010B（即FAH），写入控 制端口，端口地址为201H。
• 2．命令控制字：设置为00110111B（即37H），允许发送和接收，写入控制端口， 端口地址为201H。
• 3．初始化程序：
• MOV 止位
AL，0FAH ；方式选择控制字，异步方式，7位/字符，偶校验，2个停
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8251A方式选择控制字格式
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8251A命令控制字格式
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8251A状态字格式
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8251A初始化流程图
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例1.1 8251A异步方式初始化
• 设8251A工作在异步方式，波特率因子为16，每个字符7个数据位，采用偶校验，2 个停止位，允许发送和接收，设8251A数据端口地址为200H，8251A控制端口地址 为201H。试编写8251A的初始化程序。
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1.3 8251A的控制字
• 8251A是可编程的通用同步/异步接收/发送器，在使用前，必须由CPU写入一组控制 字来设置它的工作方式、字符的格式和传送的速率等。
• 8251A有两个控制字，一个是方式选择控制字，一个是操作命令控制字。方式选择 控制字在8251A复位之后送入，操作命令控制字在方式选择控制字之后的任何时间 均可送入。
• MOV
DX，201H ；控制端口地址
• OUT
DX，AL
；传送
• MOV
AL，37H
；命令控制字，发送和接收允许，清出错标志
• OUT
DX，AL
；传送
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例1.2 8251A同步方式初始化
• 设8251A工作在内同步方式，2个同步字符（设同步字符为3AH），每个字符7个数 据位，采用偶校验，允许发送和接收，设8251A数据端口地址为90H，8251A控制端 口地址为91H。试编写8251A的初始化程序。
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• 1．方式选择控制字：根据题意，方式选择控制字为00111000B（即38H），写入控 制端口，端口地址为91H。
• 2．命令控制字：设置为10010111B（即97H），使8251A进入同步字符检测，出错 标志复位，允许发送和接收，置引脚有效，写入控制端口，端口地址为91H。
• 3．同步字符：2个同步字符，均为3AH。 • 4．初始化程序：
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例1.3 8251A状态字的使用
• 设8251A工作在异步方式，波特率因子为16，每个字符7个数据位，采用偶校验，2个停止位，允许 接收，设8251A数据端口地址为70H，8251A控制端口地址为71H。试编写8251A输入100个字符的程 序段，字符存入DATA开始的存储区。
• 1．方式选择控制字：根据题意，方式选择控制字为11111010（即FAH），写入控制端口，端口地址 为71H。
波特率为0～64K波特，在异步方式下，波特率为0～19.2K波特。 • （2）在同步方式时，可以用5、6、7或8位来代表字符，并且内部能自动检测同步
字符，从而实现同步。此外，8251A还允许在同步方式下增加奇/偶校验位进行校验。 • （3）在异步方式时，可以用5、6、7或8位来代表字符，用1位作奇偶校验。此外，
• 2）在同步接收方式下，8251A首先搜索同步字符。具体地说，就是8251A监测RXD 线，每当RXD线上出现一个数据位时，就把它接收并移入移位寄存器，然后把移位 寄存器的内容与同步字符寄存器的内容进行比较，若两者不相等，则接收下一位数 据，并重复上述比较过程。若两个寄存器的内容比较相等时，8251A的SYNDET引 脚就变为高电平，表示同步字符已经找到，同步已实现。
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（3）接收缓冲器
• 1）在异步接收方式，当“允许接收”和“准备好接收数据”有效时，接收缓冲器 监视RXD线。在无字符传送时，RXD线上为高电平，当RXD线上出现低电平时，即 认为它是起始位，就启动接收控制电路中的一个内部计数器，计数脉冲就是8251A 的接收时钟脉冲RXC，当计数器计到一个数据位宽度的一半（若时钟脉冲频率为波 特率的16倍，则计数到第8个脉冲）时，又重新采样RXD线，若其仍为低电平，则 确认它为起始位，而不是噪声信号。
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（4）读/写控制逻辑电路
• 读/写控制逻辑对CPU输出的控制信号进行译码以实现表1.1所示的读/写功能。
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（5）调制解调控制电路
• 调制解调控制电路用来简化8251A和调制解调器的连接。在进行远程通信时，要用 调制器将串行接口送出的数字信号变为模拟信号，再发送出去；接收端则要用解调 器将模拟信号变为数字信号。在全双工通信情况下，每个收发端都要连接调制解调 器。有了调制解调控制电路，就提供了一组通用的控制信号，使得8251A可以直接 和调制解调器连接。
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4．初始化程序：
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微型计算机原理与接口技术
微型计算机原理与接口技术
可编程串行通信接口芯片8251A
• 可编程串行通信接口芯片8251A是Intel公司研制的，通过编程既可实现同步，又可 实现异步通信。它是一片使用单一+5V电源、单相时钟脉冲的28脚双列直插式大规 模集成电路。
• 8251A的基本性能如下： • （1）通过编程，可以工作在同步方式，也可以工作在异步方式；在同步方式下，
• 1）在异步发送方式时，发送器为每个字符加上一个起始位，并按照规定加上奇偶 校验位以及1个、1.5个或者2个停止位。然后在发送时钟TXC的作用下，由TXD脚逐 位地串行发送出去。
• 2）在同步发送方式中，发送缓冲器在准备发送的数据前面先插入由初始化程序设 定的一个或两个同步字符，在数据中插入奇偶校验位。然后在发送时钟TXC的作用 下，将数据逐位地由TXD引脚发送出去。
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1.1 8251A内部逻辑与工作原理
• 8251A的结构框图如图1.1所示，可分五个主要部分：数据总线缓冲器、接收缓冲器、 发送缓冲器、读/写控制逻辑电路和调制解调控制电路。
• 2．命令控制字：设置为00110111B（即37H），置引脚、有效，出错标志复位，允许发送和接收 （虽然本例只是接收，但8251A作为串行通信接口，通常同时具有发送和接收功能，只是本例仅编 写输入部分程序而已），写入控制端口，端口地址为71H。
• 3．状态字：检测状态字D1位的RXRDY，若RXRDY=1，说明已接收一个完整字符，可以读取。读 取一个字符后，还要确定接收的字符是否正确，方法是检测状态字的D5D4D3位（帧错、溢出错、 奇偶错），相应位为1表明出现对应的错误，需要进行错误处理。
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8251A的结构框图
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（1）数据总线缓冲器
• 数据总线缓冲器是三态双向8位缓冲器，它是8251A与微机系统数据总线的接口，数 据、控制命令及状态信息均通过此缓冲器传送。它含有命令寄存器、状态寄存器、 方式寄存器、两个同步字符寄存器、数据输入缓冲器和数据输出缓冲器。
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（2）发送缓冲器
• 发送缓冲器的功能是接收CPU送来的并行数据，按照规定的数据格式变成串行数据 流后，由TXD输出线送出。
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• 1．方式选择控制字：根据题意，方式选择控制字为11111010B（即FAH），写入控 制端口，端口地址为201H。
• 2．命令控制字：设置为00110111B（即37H），允许发送和接收，写入控制端口， 端口地址为201H。
• 3．初始化程序：
• MOV 止位
AL，0FAH ；方式选择控制字，异步方式，7位/字符，偶校验，2个停
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8251A方式选择控制字格式
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8251A命令控制字格式
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8251A状态字格式
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8251A初始化流程图
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例1.1 8251A异步方式初始化
• 设8251A工作在异步方式，波特率因子为16，每个字符7个数据位，采用偶校验，2 个停止位，允许发送和接收，设8251A数据端口地址为200H，8251A控制端口地址 为201H。试编写8251A的初始化程序。
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1.3 8251A的控制字
• 8251A是可编程的通用同步/异步接收/发送器，在使用前，必须由CPU写入一组控制 字来设置它的工作方式、字符的格式和传送的速率等。
• 8251A有两个控制字，一个是方式选择控制字，一个是操作命令控制字。方式选择 控制字在8251A复位之后送入，操作命令控制字在方式选择控制字之后的任何时间 均可送入。
• MOV
DX，201H ；控制端口地址
• OUT
DX，AL
；传送
• MOV
AL，37H
；命令控制字，发送和接收允许，清出错标志
• OUT
DX，AL
；传送
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例1.2 8251A同步方式初始化
• 设8251A工作在内同步方式，2个同步字符（设同步字符为3AH），每个字符7个数 据位，采用偶校验，允许发送和接收，设8251A数据端口地址为90H，8251A控制端 口地址为91H。试编写8251A的初始化程序。
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• 1．方式选择控制字：根据题意，方式选择控制字为00111000B（即38H），写入控 制端口，端口地址为91H。
• 2．命令控制字：设置为10010111B（即97H），使8251A进入同步字符检测，出错 标志复位，允许发送和接收，置引脚有效，写入控制端口，端口地址为91H。
• 3．同步字符：2个同步字符，均为3AH。 • 4．初始化程序：
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例1.3 8251A状态字的使用
• 设8251A工作在异步方式，波特率因子为16，每个字符7个数据位，采用偶校验，2个停止位，允许 接收，设8251A数据端口地址为70H，8251A控制端口地址为71H。试编写8251A输入100个字符的程 序段，字符存入DATA开始的存储区。
• 1．方式选择控制字：根据题意，方式选择控制字为11111010（即FAH），写入控制端口，端口地址 为71H。
波特率为0～64K波特，在异步方式下，波特率为0～19.2K波特。 • （2）在同步方式时，可以用5、6、7或8位来代表字符，并且内部能自动检测同步
字符，从而实现同步。此外，8251A还允许在同步方式下增加奇/偶校验位进行校验。 • （3）在异步方式时，可以用5、6、7或8位来代表字符，用1位作奇偶校验。此外，
• 2）在同步接收方式下，8251A首先搜索同步字符。具体地说，就是8251A监测RXD 线，每当RXD线上出现一个数据位时，就把它接收并移入移位寄存器，然后把移位 寄存器的内容与同步字符寄存器的内容进行比较，若两者不相等，则接收下一位数 据，并重复上述比较过程。若两个寄存器的内容比较相等时，8251A的SYNDET引 脚就变为高电平，表示同步字符已经找到，同步已实现。
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（3）接收缓冲器
• 1）在异步接收方式，当“允许接收”和“准备好接收数据”有效时，接收缓冲器 监视RXD线。在无字符传送时，RXD线上为高电平，当RXD线上出现低电平时，即 认为它是起始位，就启动接收控制电路中的一个内部计数器，计数脉冲就是8251A 的接收时钟脉冲RXC，当计数器计到一个数据位宽度的一半（若时钟脉冲频率为波 特率的16倍，则计数到第8个脉冲）时，又重新采样RXD线，若其仍为低电平，则 确认它为起始位，而不是噪声信号。
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（4）读/写控制逻辑电路
• 读/写控制逻辑对CPU输出的控制信号进行译码以实现表1.1所示的读/写功能。
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（5）调制解调控制电路
• 调制解调控制电路用来简化8251A和调制解调器的连接。在进行远程通信时，要用 调制器将串行接口送出的数字信号变为模拟信号，再发送出去；接收端则要用解调 器将模拟信号变为数字信号。在全双工通信情况下，每个收发端都要连接调制解调 器。有了调制解调控制电路，就提供了一组通用的控制信号，使得8251A可以直接 和调制解调器连接。
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4．初始化程序：
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微型计算机原理与接口技术
微型计算机原理与接口技术
可编程串行通信接口芯片8251A
• 可编程串行通信接口芯片8251A是Intel公司研制的，通过编程既可实现同步，又可 实现异步通信。它是一片使用单一+5V电源、单相时钟脉冲的28脚双列直插式大规 模集成电路。
• 8251A的基本性能如下： • （1）通过编程，可以工作在同步方式，也可以工作在异步方式；在同步方式下，
• 1）在异步发送方式时，发送器为每个字符加上一个起始位，并按照规定加上奇偶 校验位以及1个、1.5个或者2个停止位。然后在发送时钟TXC的作用下，由TXD脚逐 位地串行发送出去。
• 2）在同步发送方式中，发送缓冲器在准备发送的数据前面先插入由初始化程序设 定的一个或两个同步字符，在数据中插入奇偶校验位。然后在发送时钟TXC的作用 下，将数据逐位地由TXD引脚发送出去。